电镀控制设计说明书.doc

设计概况电镀生产应用范围广泛，生产线较长，设备分散，前后联锁关系复杂，控制较难。电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两至四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行。本设计中以三台行车、五个槽位为例，对电镀生产线的流程以及控制方法进行了介绍。对于行车的自动控制，早期是采用继电-接触器控制电路，但是其电路复杂，接口多，工作可靠性差，维护困难。发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。本设计中，分别用继电-接触器这种传统方法以及采用欧姆龙CPM1A-40CDR-A小型PLC对电镀生产线的电气控制系统进行了设计。用PLC进行自动控制，具有编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳定、性能可靠和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式，是电镀生产实现高效、低成本、高质量自动化生产的发展方向。关键词：电镀生产线；行车控制；继电接触器控制；欧姆龙PLC控制 Abstract Electroplating wide range of applications, the production line is longer, equipment scattered around the complex interlocking relationships, control is more difficult. Electroplating production line in accordance with its general design process requirements and scale road work has two to four units, each lane were prepared according to the procedures run their own good. In this design, three lane, five slots, for example, electroplating production line processes and control methods were introduced. For automatic control of traffic, is the use of early relay - contactor control circuit, but the circuit complexity, interfaces and more operational reliability poor maintenance. Development has its control method has been adopted PLC programmable controller as the core control unit, which controls more secure, reliable, convenient, flexible, higher degree of automation. In this design, respectively, with relay - contactor this traditional approach and the use of Omron CPM1A-40CDR-A small electroplating production line PLC electrical control system design. With PLC automatic control, with programming convenience, flexible operation, safe, stable, reliable performance and anti-jamming features, is a very effective automatic control mode, electroplating production to achieve high efficiency, low cost, high quality automated production development.Key words：Electroplating production line；Traffic control；Relay - contactor control；Omron PLC control目 录1 引言11.1 电镀生产线简介12 电镀车间专用行车控制系统12.1 专用设备基本情况介绍12.2 拖动情况介绍32.3 设计要求33 继电-接触器控制系统设计43.1 电镀生产线运行流程43.2 总体方案的选择53.3 电气控制原理图设计63.3.1 主电路设计63.3.2 控制电路设计83.3.3 辅助电路设计143.3.4 选择电器元件153.4 工艺图设计183.4.1 电器板元件布置图183.4.2 控制面板元件布置图204 PLC控制系统设计204.1 主电路的设计214.2 控制电路的设计214.2.1 PLC的选型214.2.2 PLC输入/输出继电器地址分配224.2.3 外围接线图234.3 工艺图纸的设计244.4 梯形图程序255. 设计总结28参 考 文 献29附录 内蒙古农业大学机电工程学院毕业设计说明书1 引言1.1 电镀生产线简介电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。电镀工艺流程中，保证产品的电镀时间是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两至四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。2 电镀车间专用行车控制系统2.1 专用设备基本情况介绍电镀车间专用行车是某厂电镀车间为提高功效、促进生产自动化和减轻劳动强度，提出制造的一台专用半自动起吊设备。它采用远距离控制，起吊重量在300kg以下。起吊物品是待进行电镀及表面处理的各种产品零件。根据工艺要求，专用行车的结构与动作流程示意图如图2-1所示。27内蒙古农业大学机电工程学院毕业设计说明书 图2-1 专用行车的结构与动作流程示意图电镀车间有多个电镀（清洗）槽位，分别标记为1槽、2槽等等。实际生产线上镀槽的数量是根据用户综合各种电镀工艺的需要所提出的要求而定。电镀种类越多，槽数也越多。为简化设计过程，本设计暂定5个电镀槽位。在电镀生产线一侧，工人将待电镀零件装入吊篮，并发出信号，专用行车便提升，到一定高度后自动逐段前进。按工艺要求在需要停留的槽位停止，然后自动下降，停留一段时间（各槽停留的时间预先按工艺调定）后再自动上升，停留一段时间再前进。如此完成电镀工艺的每一道工序，直至生产线的末端，自动返回原位。工人卸下处理好的零件，重新装料发出信号，进入下一个电镀作业循环。对于不同零件，其镀层要求和工艺过程是不同的。为了节省场地，适应批量生产和柔性生产的需要，提高设备利用率和发挥最大经济效益，该设备还要求电气控制系统能针对不同电镀工艺流程，有程序预选和修改能力。例如镀锌使用1、3、4、5槽位，不需要使用2槽位；镀铬使用1、2、4、5槽位，不需要使用3槽位等。各槽位停留的时间由用户根据工艺要求进行整定。设备的机械结构与普通小型行车结构类似，跨度较小，但要求准确停稳，以便吊篮能准确进入电镀槽内。工作时除具有自动控制的大车移动（前进/后退）与吊篮提升/下降运动外，还有调整吊篮位置的小车运动（左移/右移）。内蒙古农业大学机电工程学院毕业设计说明书2.2 拖动情况介绍专用行车的小车、打车及升降运动三相交流异步电动机（Y802-4型0.75kW、2.1A、1390r/min）分散拖动。2.3 设计要求本课题要求设计一电镀生产线控制，电镀生产线上采用专用的行车和可升降的吊钩，假定生产线有五个槽位（除油槽，酸洗槽，电镀槽，回收液槽，清水槽），电镀时将工件依次放入槽中电镀，行车返回后，电镀一个工件结束。控制要求如下：1、电镀生产线上采用专用的行车和可升降的吊钩，行车前退、左右移动和吊钩升降各由一台电机拖动，并有相应的限位开关SQ定位。2、工件在三个槽位均需停留一段时间，并在槽位上方停留一段时间，让镀液从工件上流回镀槽。 (1)将工件放入除油槽内，除油30s后提起，停放10s；(2)接着将工件放入酸洗槽内，酸洗40s后提起，停放20s；(3)然后将工件放入镀槽中，电镀240s后提起，停放30s；(4)然后再将工件放入回收液槽浸40s，提取后停20s；(5)最后放入清水槽中清洗30s，最后提起停10s后。之后行车返回原位，电镀一个工件的全过程结束。（原位是指行车在挂件架上方，吊钩下降到最下方，在原位，操作人员把将要电镀的工件放在挂具上，即可开始电镀工作）3、整个电镀生产线完成一个工作循环后，可以自动进行下一个工作循环，也可以按下停止按钮，结束工作。当再按下启动按钮，则开始第二个工作循环。4、控制装置具有程序预选功能（按电镀工艺确定需要停留工位），一旦程序预选，除装卸零件外，整个电镀工艺应能自动进行。5、前进、后退，上升、下降运动要求准确定位。前进后退、上升下降及左右移动之间要有连锁作用。6、采用远距离控制，整机电源及各动作要有相应指示。7、应有极限位置保护和其他必要的电气保护措施。3 继电-接触器控制系统设计继电-接触器控制系统一直是电气控制的主流，目前国内仍有不少厂家应用继电接触器控制系统。其中输人单元为按钮开关等主令电器。输出单元包括各种阀门的控制线圈、各类接触器控制线圈及信号指示等执行元件。这种控制系统的特点是：价格便宜、性能价格比低。因此继电接触器控制方案，适用控制逻辑比较简单，所需继电器数量较少，程序固定的场合。3.1 电镀生产线运行流程 为了更好地了解电镀生产线的工作过程，本设计在进行总体方案的设计，先绘制出电镀生产线运行详细流程图。如图3-1。 图3-1 电镀生产线运行流程图3.2 总体方案的选择1、行车的左右、前后及上下运动分别由电动机M1、M2、M3拖动，并通过正反转控制实现两个方向的移动。2、进退与升降运动停止时，采用能耗制动以保证准确定位。平移中，升降电动机M3采用电磁抱闸制动（电磁抱闸制动通常用于起重设备上，制动力强，安全可靠，不会因突然断电而发生事故），以确保安全。3、位置控制指令信号，由固定于轨道侧的限位开关发出，并用调节挡铁的方法，来保证吊篮与镀槽相对位置的准确性。4、制动时间与各槽停留时间可根据工艺要求设定，并由定时器自动控制。5、采用程序预选开关实现电镀槽位工艺自选。6、M2、M3为自动控制连续运转，采用热继电器实现过载保护，M1电动机的左右移动为调整运动，短时工作无过载保护。7、采用带指示灯控制按钮，以显示设备运动状态。8、主电路及控制电路采用熔断器实现短路保护。由限位开关实现前进/后退、提升/下降及左移/右移三方向的极限位置保护。3.3 电气控制原理图设计3.3.1 主电路设计（1）本设备需要三台电动机拖动，而且每台电动机都要正反转运动。由接触器KM5、KM6控制左右移动电动机M1的正反转，KM1、KM2及KM3、KM4分别控制前进后退移动电动机M2、升降运动电动机M3的正反转。（2）左行右行电动机M1为点动短时工作，故不设过载保护。前进后退电动机M2、升降电动机M3由热继电器FR1、FR2实现过载保护。（3）主线路由隔离开关QF作为电源接入控制，（4）为保证准确停位，并考虑到进退与升降运动由同一型号电动机拖动，且不会同时工作（相互有连锁作用），所以停车时，可采用同一个直流电源实现能耗制动。本设计中，制动过程结束后，采用时间原则来切除制动力矩，即通过时间继电器KT完成切换。直流电源可采用低压交流电源经单相桥式整流得到。（5）考虑到升降运动有一定的重量，在行车平移中，需设置电磁抱闸制动控制。三相电磁铁YA和M3并联，当M3得电时，YA工作，松开刹车允许升降运动；M3失电时，YA释放，抱闸制动，使吊篮稳定停留在空中，能安全地前后或左右平移。（6）能耗制动用时间原则，制动1.5s。根据以上设计原理便可绘制出如图3-2所示的主电路。 图3-2 电镀专用行车控制线路主电路3.3.2 控制电路设计由电镀生产线运行详细流程图以及对控制电路设计的前期分析，首先列出电路中所用元件明细表，如表3-1。表3-1 元件作用明细表元件元件作用元件元件作用M1控制吊篮左右移动的电机SB12上升启动按钮M2控制行车前进、后退的电机SB13下降启动按钮M3控制吊篮上升、下降的电机SA11号槽选择开关KM1前进接触器SA22号槽选择开关KM2后退接触器SA33号槽选择开关KM3上升接触器SA44号槽选择开关KM4下降接触器SA55号槽选择开关KM5左移接触器SQ11号槽行程开关KM6右移接触器SQ22号槽行程开关KM7前进、后退制动接触器SQ33号槽行程开关KM8上升、下降制动接触器SQ44号槽行程开关QF空气断路器SQ55号槽行程开关FU1保护M1的熔断器SQ6左移限位开关FU2保护M2的熔断器SQ7右移限位开关FU3保护M3的熔断器SQ8前进限位开关FU4保护控制回路的熔断器SQ9后退限位开关FR1保护M2的热继电器SQ10上升限位开关FR2保护M3的热继电器SQ11下降限位开关TC变压器KT1控制1槽停留时间的时间继电器VC整流器KT2控制1槽上方停留时间的时间继电器SB1左移点动按钮KT3控制2槽停留时间的时间继电器SB2右移点动按钮KT4控制2槽上方停留时间的时间继电器SB3前进点动按钮KT5控制3槽停留时间的时间继电器SB4后退点动按钮KT6控制3槽上方停留时间的时间继电器SB5上升点动按钮KT7控制4槽停留时间的时间继电器SB6下降点动按钮KT8控制4槽上方停留时间的时间继电器SB7前进、后退停止按钮KT9控制5槽停留时间的时间继电器SB8上升、下降停止按钮KT10控制5槽上方停留时间的时间继电器SB9总停按钮KT11控制在原位停留时间的时间继电器SB10前进启动按钮KT12控制M2制动时间的时间继电器SB11后退启动按钮KT13控制M3制动时间的时间继电器控制电路设计思路：(1)根据工艺要求，行车前进、后退控制与升降控制既可进行手动控制，又可进行自动控制。(2)进退与升降之间，由KA1、KA2、KA3、KA4常闭触头串于对方控制回路，实现联锁。过载保护由FR1、FR2常闭触头串在M2、M3各自的控制回路中实现。（3） 根据控制要求，KM1KM4的副触头数量不够，本设计采用并联中间继电器KA1KA4的办法来解决。（4） 因设备调整需要，进退及升降控制应有连续运转控制（即自动控制），也有点动控制（手动控制）。（5） 由FU4对控制电路实行短路保护。 根据以上设计思路，电镀生产线电气控制系统中，三台电机各部分的控制回路设计如下：1、 左移、右移控制回路吊篮左右移动，由电动机M1实现。KM5得电，M1正转左移，KM6得电，M1反转右移。左右移动为短时控制，故采用点动控制。在吊篮进退与升降运动中，不允许左右移动，故串联KA1KA4常闭触头，以实现联锁。左右极限保护位，由固定于左右两端的限位开关SQ6、SQ7实现。根据以上分析，绘制出左移、右移控制回路，如图3-3. 图3-3 左移、右移控制回路 2、 前进、后退控制回路前进运动的手动控制时，按下前进启动按钮SB12，KM1得电，KM1及KA1吸合，行车前进。当运行至需要停留的槽位，例如至1槽清洗，由运动挡铁压下固定于轨道一侧的行程开关SQ1，SQ1常闭触头串在M2的控制回路中，使KM1、KA1失电，M2停止旋转。若根据工艺要求无需在1槽位停留，则可扳动开关SA1，使其常开触点闭合，常闭触点打开，则行车至1槽位不做停留，继续前进。复合按钮SB5为前进启动的点动按钮。前进运动的自动控制时，在控制吊篮上升、下降的电动机M3制动的同时，当吊篮在所需停留的槽位（例如1号槽，此时SQ1处于断开状态）上方停留时间到后，时间继电器KT2的延时闭合常开触点闭合，KM1与KA1吸合，行车前进。行车离开1号槽位后，SQ1的恢复闭合状态，行车继续前进。后退运动的手动控制时，按下后退启动按钮SB13，KM2得电，KM2和KA2吸合，行车后退。复合按钮SB6为后退启动的点动按钮。后退运动的自动控制时，当行车运行至前进限位开关SQ8后，SQ8闭合，KM2得电，KM2与KA2吸合，行车后退。前进、后退整个控制回路中，还需要有自锁、互锁控制。根据以上分析，绘制出前进、后退控制回路，如图3-4。 图3-4 前进、后退控制回路3、 前进、后退制动回路当行车前进至预选槽位（例如1号槽）时，由KA1常闭及SQ1常开触头接通前进制动回路，KM7、KT12得电，使M2制动，行车准确停在1槽，制动时间由KT12调定。当行车后退至后退限位开关SQ9，压动SQ9使之处于断开状态，KM2矢电，M3进入后退制动状态。根据以上分析，绘制出前进、后退制动回路，如图3-5。 图3-5 前进、后退制动回路 需要注意的是，KT12瞬时闭合触点的作用：如果KT12线圈断线或机械卡主故障时，在按下SB7后电动机能迅速制动，两相的定子绕组不致长期接入能耗制动的直流电流。4、 上升、下降控制回路当吊篮处于原位时，按下SB14，KM3及KA3吸合，吊篮上升，至上极限位SQ10，升降电机M3开始进行能耗制动。上升运动的手动控制时，按下上升启动按钮SB14，KM3得电，KM3与KA3吸合，吊篮上升。当上升至上限位行程开关SQ10后，KM3矢电，M3进入制动状态。复合按钮SB7为上升启动的点动按钮。上升运动的自动控制时，当元件在所需停留的槽位（例如1号槽）停留时间到后，时间继电器KT1的常开触点延时闭合，KM3与KA3得电，吊篮上升。下降运动的手动控制时，按下下降启动按钮SB15，KM4与KA4得电，吊篮下降。当上升至上限位行程开关SQ10后，KM3矢电，M3进入制动状态。复合按钮SB8为下降启动的点动按钮。下降运动的自动控制时，在M2制动的同时，由KM7常开触点接通KM4与KA4，使M3电机正转，吊篮下降，至下极限位，限位开关SQ11受压，使KM4失电。同时SQ11常开触头接通下降制动回路，KM9得电，而使M3迅速停车。零件在槽内停留的时间由时间继电器KT1自动控制。上升、下降整个控制回路中，还需要有自锁、互锁控制。根据以上分析，绘制出前进、后退控制回路，如图3-6。 图3-6 上升、下降控制回路5、 上升、下降制动回路 当吊篮上升至上限位开关SQ10时，SQ10的常开触头接通接通上升制动回路，使KM8和KT13得电而使M3进行能耗制动，迅速停车。当吊篮下降至下限位开关SQ11时，SQ11的常开触头接通接通上升制动回路，使KM9和KT14得电而使M3进行能耗制动，迅速停车。零件在槽内停留的时间KT1、KT3、KT5、KT7、KT9自动控制，在槽上方停留的时间由KT2、KT4、KT6、KT8、KT10自动控制。当零件在槽上方停留时间到后，由时间继电器延时闭合触头接通KM1、KA1的行车前进控制回路。根据以上分析，绘制出前进、后退制动回路，如图3-7。 图3-7 前进、后退制动回路当行车按工艺要求完成零件的电镀过程，到达前进终点，压下前进限位开关SQ8自动停止前进，同时由SQ8常开触点接通KM2使行车自动回到右极限位，并下降至原位。在原位装卸好元件后，进入下一个电镀流程。3.3.3 辅助电路设计根据设计要求，设计出图3-8所示的辅助电路。HL0为电源指示，HL1HL9为行车运动状态显示。 图3-8 电镀专用行车的辅助电路3.3.4 选择电器元件(1) 电动机 专用行车的小车、打车及升降运动三相交流异步电动机（Y802-4型0.75kW、2.1A、1390r/min）分散拖动。(2) 熔断器熔断器是一种最简单有效的保护电器。在使用时，串接在所保护的电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护，主要用作短路保护。当保护一台电动机时，考虑到电动机起动冲击电流的影响应按下式计算： 式中为电动机额定电流。 FU1、FU2、FU3分别对电动机M1、M2、M3进行短路保护，其熔体电流为 可选用RL6-25型熔断器，熔体电流为6A。(3) 接触器接触器用于带负载主电路的自动接通与分断。在本设计中：类型的选择：交流接触器CJ10系列。主触点额定电压的选择：应大于或等于控制线路的额定电压，选择380V。主触点额定电流的选择：大于或等于负载电流。对于电动机负载按经验公式来计算主触头： 式中为接触器主触点电流（A），为电动机的额定功率（W）；为电动机的额定电压（V），为经验系数，一般取11.4。本设计中，电动机的功率为0.75kW，额定电压为380V，故接触器的额定电流为： 可选用CJ10-10/380V交流接触器，此接触器有两个常开辅助触点，两个常闭辅助触点。(4) 热继电器热继电器热元件的额定电流应接近或略大于被保护电动机的额定电流，并有一定调节范围。热元件额定电流的选择：一般可按下式选取 式中为热元件的额定电流，为电动机的额定电流。 因本设计中电动机的额定电流为2.1A，可选用JR16B20/3型热继电器，整定值为2A,调节范围为1.52.4A。(5) 三相制动电磁阀电磁抱闸制动，制动力强，广泛用在起重设备上。它安全可靠，不会因突然断电而发生事故。工作原理：电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈也得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关或接触器，电动机失电，同时电磁抱闸线圈也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。本设计中三相制动电磁阀采用JC2，380V。(6) 整流控制变压器能耗制动相关参数的计算：制动电流 直流电流 式中，R定子两相电阻约为10。 整流变压器二次侧交流电流 电压 整流变压器容量,考虑能耗制动为短时工作（取计算容量的1/21/4），可与照明、显示共用一台变压器。选用BK-100变压器（380/36V6.3V）。(7) 整流器 整流器是把交流电转换成直流电的装置。 本设计中选用ZP10型整流器。(8) 按钮通常用于短时接通或断开小电流的控制电路，常用按钮为LA系列。本设计中选用LA系列指示灯式（在按钮内装入信号灯显示信号）。SB1SB8点动按钮选择LA19-11型号；停止按钮SB9SB11选用LA19-11D有红色指示灯的；启动按钮SB12SB15选用LA19-11D有绿色指示灯的。(9) 行程开关又称限位开关。这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动或自动往返运动等。 本设计中，SQ1SQ5五个槽位的行程开关采用滚轮式行程开关，其他左移、右移、前进、后退、上升、下降限位开关采用直动式行程开关。SQ1SQ5选择LXK-131，SQ6SQ11选择JLXK1-411。 （11） 指示灯指示灯中，红色表示禁止、停止；绿色表示通行、安全的意思；黄色表示注意、警告的意思，如警告信号等。HL0选用XD1型指示灯，6.3V,0.06A,黄色；HL1HL9选用XD1型指示灯，6.3V,0.06A,绿色。原理图的元件目录明细表3-。 表 3- 元器件目录表序号代号名称数量规格型号1M1M3电动机3Y802-42FR1、FR2热继电器2JR16B20/3 1.52.4A1.52.4A3YA三相制动电磁阀1JC2，380V4FU1FU7熔断器7RL6-256VC整流器1ZP107TC变压器1BK-1008QF电源开关1HZ1010/39SB1SB6点动按钮6LA19-1110SB7SB9停止按钮3LA19-11D11SB10SB13启动按钮4LA19-11D12KM1KM8接触器8CJ10-10/380V13KA1KA6中间继电器6JZ7-44，380014KT1KT13时间继电器13JS11-5，380V15SQ1SQ5行程开关5LXK-13116SQ6SQ11限位开关6JLXK1-41117SA1SA5组合开关5HZ10-10/1318HL0指示灯1XD1，黄色29HL1HL9指示灯9XD1，黄色3.4 工艺图设计本设计中，工艺图的设计包括电气板元件布置图，控制元件面板布置图。首先根据控制要求和电气设备结构，确定电气元件的总体配置以及电器板与控制面板上安装的电器元件。本设计中，在电器箱外部，分布于生产线上的电器元件有电动机、制动电磁铁、限位开关等。电器板上应安装的电器元件有熔断器、接触器、中间继电器、热继电器、变压器、整流器、时间继电器。控制面板上安装的电器元件有电源开关、控制按钮、程序选择开关、指示灯等。安装元件时要根据方便、美观、均匀、对称等原则。3.4.1 电器板元件布置图在电器板上安排器件时，必须隔开规定的间隔和爬电距离，并考虑有关的维修条件。按照用户技术要求制作的电气装置，最少要留出10面积作备用，以供控制装置改进或局部修改。（1）体积大或较重的电器置于控制柜下方；发热元件安装在控制柜的上方。（2）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安放在一起，以利于安装和布线。本设计中，电动机、制动电磁铁、限位开关等电器元件分布于生产线上。电器板上应安装的电器元件有熔断器、接触器、中间继电器、变压器、整流器、时间继电器等。根据以上原则，绘制出电器板元件布置图，如图3-8。图3-8电器板元件布置图3.4.2 控制面板元件布置图控制元件上安装的电器元件有电源开关、控制按钮、程序选择开关，指示灯等。电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。根据以上绘制原则，绘制出控制面板元件布置图，如图3-9。图3-9控制面板元件布置图4 PLC控制系统设计电镀车间专用行车的继电-接触控制系统，在实际工程中非常多。但由于继电-接触控制系统存在继电器抖动、吸合不良等现象，因此控制系统寿命短，可靠性差。且控制速度慢，维修难度大，耗能高。随着先进控制技术手段的普及和推广，这种控制系统不得不更新和改造。PLC实现了电镀生产自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度。因此，在该生产线的控制系统中，可采用了高可靠性，高稳定性，编程简单，易于使用，而且广泛应用于现代工业企业生产线过程控制中的控制器PLC。4.1 主电路的设计主电路与继电-接触器控制方式的主电路相同。4.2 控制电路的设计4.2.1 PLC的选型PLC机型选择的基本原则是满足控制系统的功能要求及保证可靠，维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比，还要考虑控制系统的工艺改进后的系统升级的需要，更要兼顾控制系统的制作成本，选择是主要考虑以下几点：1. I/O点数的确定一般来讲，可编程控制器控制系统的规模的大小是用输入，输出的点数来衡量的。在设计系统时，PLC的I/O点数选择，应按实际所需总点数的1020留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需PLC的点数。根据I/O地址分配表可知，在本设计中，所需输入点数为29个，所需输出点数为18个。所需PLC总点数为 （2918）（10%20%）47=5257可选用欧姆龙CPM1A-40CDR-A型的PLC。因此型号PLC的I/O点总数为40个（输入点为24个，输出点为16个），因此还需要增加一个扩展单元CPM1A-20EDR（输入点为12个，输出点为8个），这样选择可满足裕度要求。2对I/O响应时间的选择 PLC的 I/O响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 23个扫描周期）等。对开关量控制的系统，PLC的I/O响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑I/O响应时间问题。本设计中，PLC的输入为按钮、行程开关、选择开关等开关量，因此，可不必空滤I/O时间问题。3根据输出负载的特点选型不同的负载对PLC的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的。但继电器输出型的PLC有很多优点，如承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）、电压等级范围大、价格便宜等。所以动作不频繁的交、直流负载可选择继电器输出型的PLC。因此，本设计中选择继电器输出型PLC。根据I/O点数所需选择的欧姆龙CPM1A-40CDR-A型PLC为继电器输出型（型号中“R”代表继电器输出型），符合要求。4.2.2 PLC输入/输出继电器地址分配编写梯形图程序时，应首先对PLC的I/O地址进行分配，并画出PLC的外围接线图。电镀车间专用行车控制系统PLC输入/输出继电器地址分配表如表4-1。表4-1 电镀车间专用行车控制系统PLC输入/输出继电器地址分配表类型地址电路器件作用输入00000SB1左移点动按钮00001SB2右移点动按钮00002SB3前进点动按钮00003SB4后退点动按钮00004SB5上升点动按钮00005SB6下降点动按钮00006SB7前进、后退停止按钮00007SB8上升、下降停止按钮00008SB9总停按钮00009SB10前进启动按钮00010SB11后退启动按钮00011SB12上升启动按钮00100SB13下降启动按钮00101SQ11号槽行程开关(常开)00102SQ22号槽行程开关(常开)00103SQ33号槽行程开关(常开)00104SQ44号槽行程开关(常开)00105SQ55号槽行程开关(常开)00106SQ6左移限位开关(常开)00107SQ7右移限位开关(常开)00108SQ8前进限位开关(常开)00109SQ